MATLAB ile Mühendislik #44 | RF Toolbox: Alıcı RF Bütçesi, rfbudget ve Friis

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Anten −80 dBm veriyor, arkada dört kademe var. Gürültü sayıları da toplanır mı? Bu derste Friis paylarını elle topluyor, hassasiyeti ve IIP3'ü buluyor, RF Toolbox'un rfbudget komutuyla sağlıyor, süzgecin neden yine de önde durduğunu gösteriyoruz. Problem: 2.4 GHz alıcı, −80 dBm, 1 MHz; süzgeç −2/2, LNA 15/1.5, karıştırıcı 8/10, IF 30/6 dB. Friis payları 1.5849 + 0.6538 + 0.4511 + 0.0237 = 2.7135, NF 4.3352 dB (rfbudget ile fark 0); NF'leri toplamak 19.5 dB gibi yanlış bir sonuç verir. Zemin −109.64 dBm, çıkış SNR 29.64 dB, hassasiyet (SNRmin 10 dB) −99.64 dBm. IIP3 −21.14 dBm (%97'si son kademe), OIP3 29.86, −40 dBm iki tonda IM3 −77.72 dBm, SFDR 59 dB (son ikisi elle). LNA önde NF 2.80 (−1.53 dB), IIP3 neredeyse aynı; ama 2.6 GHz'de −30 dBm bloker süzgeçten −67.17 dBm çıkar. 24 sıra: en düşük NF 1.78 (IIP3 −38.02), en iyi IIP3 −21.05 (NF 12.03); tablo Friis yorumudur, frekans bilmez. Kısayollar: pasif kademe öndeyse NF = kayıp + arka zincirin NF'i (NF kayba eşitse; 290 K pasif kademe); LNA kazancı arka zincirin NF'inden en az 10 dB yüksekse toplam, LNA'nın NF'inden en çok 0.41 dB sapar (ikisi de tarandı). Friis'in sınırı: −10 dBm girişte +41 dBm der, HarmonicBalance 22.19 dBm (modelin sıkışması, ölçüm değil). Sessiz hatalar: bant verilmezse NF boş; rfelement('Gain', -2) NF'yi 0 sayar, toplam 2.18 çıkar (gerçeği 3.50). Not: Ekrandaki komutlar dersin akışı için kısaltılmıştır. 3B yüzeydeki Non ve Nar, Gv = 0:2:24; Lv = 0:0.5:6; ızgarasında iki kademe sırasını tarayan çift döngüyle doldurulur; kurulum ve döngü ekranda yok. b.NF, b.TransducerGain, b.IIP3, b.OIP3, OIP3top ve bb.NF satırları da atlandı. Bu derste: 1. Gerekli eklenti: RF Toolbox 2. rfelement, amplifier, modulator ve rfbudget ile bütçe 3. dB'den doğrusala: Friis payları elle 4. Gürültü zemini, çıkış SNR, hassasiyet 5. Girişe çevrilmiş IIP3 kaskadı 6. IM3 ve bozulmasız dinamik aralık (SFDR) 7. LNA önde mi, süzgeç önde mi? 8. nport ile bloker: 2.6 GHz'de −37.17 dB 9. 24 kademe sırası: gürültü ve doğrusallık ödünleşimi 10. 3B NF yüzeyi: kazanç ve kayıp 11. İki taranmış kısayol ve sınırları 12. Friis ve HarmonicBalance: küçük işaret sınırı 13. Mesaj veren ve sessiz hatalar Bölümler: 0:00 Problem: dört kademe, gerekli eklenti 0:31 Kapsam 0:50 Mantık: gürültü sayıları toplanmaz 1:15 rfbudget ile bütçe 1:54 Sınav sorusu 2:14 (a) dB'den doğrusala 2:49 (a) Friis payları 3:30 (a) Toplam NF ve sağlama 4:13 (b) Zemin ve çıkış SNR 4:55 (c) Hassasiyet 5:18 İkinci soru: doğrusallık 5:44 (a) IIP3 kaskadı 6:25 (b–c) IM3 ve SFDR 7:03 LNA öne alınırsa 7:46 Bloker: süzgeç neden önde 8:29 24 kademe sırası 9:11 3B NF yüzeyi 9:46 İki kısayol ve sınırları 10:30 Friis'in sınırı 10:57 Hatalar: mesajlı ve sessiz 11:29 Ne yaptık? 11:53 Kural Gerekli MATLAB eklentileri: RF Toolbox 26.2 (MATLAB R2026b): rfbudget, rfelement, amplifier, modulator, nport, clone, rffilter, sparameters. Temel MATLAB: perms, sortrows, cumsum, linspace, log10. Kaynak kitap: Friis zincirleme gürültü formülü: Steer, Microwave and RF Design IV: Modules (LibreTexts), §4.3.1 Noise in a Cascaded System (yerel PDF ile doğrulandı). MathWorks R2026b RF Toolbox belgeleri temel alındı. Senaryo, sayılar, animasyonlar ve örnekler özgündür. Her sonuç MATLAB'dan bağımsız bir Python denetimiyle doğrulandı (kendi Friis ve IIP3 kaskadı, analitik Butterworth). Anlatım yapay zekâ sesiyle (Gemini) seslendirildi; ders kurgusu, örnekler ve MATLAB çalıştırmaları özgündür. Hedef kitle: elektrik-elektronik ve haberleşme mühendisliği öğrencileri; RF ön uç tasarımı ile ilgilenenler. Ön koşul: desibel, temel yükselteç ve karıştırıcı kavramları; S parametresi bilgisi bloker bölümünde yardımcı olur.

Bu videoyu izlemek için Premium üyelik gerekir.